LTW-206DCG-TMS ثنائي باعث للضوء الأبيض PLCC - 3.0x2.8x1.9mm - 3.1V - 120mW - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

تمثل سلسلة LTW (ثنائي باعث للضوء الأبيض PLCC من LiteOn) مصدر ضوء موفر للطاقة وفائق الصغر. تجمع بين العمر التشغيلي الطويل والموثوقية العالية المتأصلة في ثنائيات الإضاءة (LED) ومستويات سطوع تنافس التقنيات الإضاءة التقليدية. يقدم هذا المنتج مرونة تصميم كبيرة وإخراج ضوئي عالٍ، مما يتيح فرصًا جديدة للإضاءة ذات الحالة الصلبة لتحل محل مصادر الضوء التقليدية في تطبيقات متنوعة.

1.1 الميزات الرئيسية

• مصدر ضوء LED عالي القدرة.
• إخراج ضوئي فوري (زمن الاستجابة أقل من 100 نانوثانية).
• تشغيل بجهد تيار مستمر منخفض.
• حزمة ذات مقاومة حرارية منخفضة.
• متوافق مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة).
• متوافق مع عمليات لحام إعادة التدفق الخالية من الرصاص.

1.2 التطبيقات المستهدفة

هذا الـ LED مناسب لمجموعة واسعة من أغراض الإضاءة، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر:

• أضواء القراءة في المركبات والحافلات وطائرات الركاب.
• الإضاءة المحمولة مثل المصابيح اليدوية وأضواء الدراجات.
• المصابيح الموجهة للأسفل وإضاءة التوجيه.
• الإضاءة الزخرفية والترفيهية.
• إضاءة الأعمدة والأمن والحدائق.
• إضاءة التجاويف وأسفل الرفوف وأضواء المهام.
• إشارات المرور، المنارات، وأضواء تقاطعات السكك الحديدية / جوانب الطرق.
• الإضاءة المعمارية التجارية والسكنية الداخلية والخارجية.
• العلامات المضاءة من الحواف (مثل علامات الخروج، شاشات نقاط البيع).

2. المعلمات التقنية: تفسير موضوعي متعمق

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يُنصح بالتشغيل عند هذه الحدود أو تجاوزها.

• تبديد الطاقة:120 ملي واط. هذه هي أقصى قدرة يمكن للحزمة تبديدها كحرارة في ظل الظروف المحددة.
• تيار التشغيل الأمامي الذروي:100 مللي أمبير (بدورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية). للنبضات القصيرة، يمكن للـ LED تحمل تيار أعلى من تصنيفه المستمر.
• تيار التشغيل الأمامي المستمر:30 مللي أمبير. أقصى تيار تشغيل أمامي مستمر موصى به للتشغيل الموثوق طويل الأمد.
• الجهد العكسي:5 فولت. تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي قد يتسبب في فشل فوري.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:من -30°C إلى +85°C. نطاق درجة الحرارة المحيطة للوظيفة الطبيعية للجهاز.
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -40°C إلى +100°C.
• ظروف لحام إعادة التدفق:يتحمل درجة حرارة ذروية 260°C لمدة 10 ثوانٍ، متوافق مع ملفات إعادة التدفق الخالية من الرصاص القياسية (مثلًا، وفقًا لـ J-STD-020D).

ملاحظة هامة:تشغيل الـ LED في ظروف انحياز عكسي في دائرة التطبيق قد يؤدي إلى تلف المكون أو فشله. تصميم الدائرة المناسب لمنع الجهد العكسي أمر أساسي.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

تم القياس عند درجة حرارة محيطة Ta=25°C وتيار تشغيل أمامي IF = 20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك. هذه هي معلمات الأداء النموذجية.

• التدفق الضوئي (Φv):القيمة النموذجية هي 9.00 لومن، مع حد أدنى 6.75 لومن. هذا يقيس إجمالي إخراج الضوء المرئي.
• الشدة الضوئية:القيمة النموذجية هي 3100 ميللي كانديلا، مع حد أدنى 2200 ميللي كانديلا. هذا يقيس التدفق الضوئي لكل زاوية صلبة، وهو ذو صلة بالسطوع الاتجاهي.
• زاوية المشاهدة (2θ_1/2):120 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تكون عندها الشدة الضوئية نصف الشدة القصوى (عند 0°).
• إحداثيات اللونية (CIE 1931):القيم النموذجية هي x=0.282، y=0.265. هذا يحدد نقطة اللون الأبيض على مخطط اللونية. يجب تطبيق تسامح ±0.01 على هذه الإحداثيات.
• جهد التشغيل الأمامي (V_F):نموذجيًا 3.1 فولت، مع حد أقصى 3.1 فولت وحد أدنى 2.7 فولت عند 20 مللي أمبير.

ملاحظات القياس:يتم قياس التدفق الضوئي باستخدام مزيج من المستشعر/المرشح يقارب منحنى استجابة العين الضوئي CIE. المعيار الاختباري لإحداثيات اللونية والتدفق الضوئي هو CAS140B. احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) إلزامية أثناء التعامل لمنع التلف.

3. شرح نظام التصنيف

يتم تصنيف الـ LED إلى فئات لضمان الاتساق في المعلمات الرئيسية. هذا يسمح للمصممين باختيار قطع مطابقة لمتطلباتهم المحددة للجهد، التدفق الضوئي، واللون.

3.1 تصنيف جهد التشغيل الأمامي (V_F)

يتم فرز ثنائيات LED بناءً على جهد التشغيل الأمامي عند IF = 20 مللي أمبير. يضمن التصنيف متطلبات سائق متوقعة.

• V0:2.7V - 2.8V
• V1:2.8V - 2.9V
• V2:2.9V - 3.0V
• V3:3.0V - 3.1V

التسامح على كل فئة V_Fهو ±0.05 فولت.

3.2 تصنيف التدفق الضوئي والشدة الضوئية

يتم تصنيف ثنائيات LED لكل من التدفق الضوئي (لومن) والشدة الضوئية المرتبطة (ميللي كانديلا) عند IF = 20 مللي أمبير. يتم توفير قيمة الشدة للرجوع إليها.

• تتراوح الفئات من64(6.75-7.00 لومن / 2200-2300 ميللي كانديلا) إلى84(8.75-9.00 لومن / 3000-3100 ميللي كانديلا).

التسامح على كل فئة شدة ضوئية وتدفق ضوئي هو ±10%.

3.3 تصنيف اللون (اللونية)

يتم التحكم بدقة في لون الضوء الأبيض من خلال تصنيف إحداثيات اللونية على مخطط CIE 1931. تحدد رتب متعددة (مثل Z1، Z2، A1، A2، B1، B2، C1، C2، إلخ، مع متغيرات فرعية) رباعيات محددة على مستوى إحداثيات x,y. هذا يضمن اتساق اللون داخل الدفعة. التسامح لكل فئة لون (x, y) هو ±0.01.

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص النموذجية (يُفترض وجودها في الصفحة 6/13). بينما لا يتم إعادة إنتاج الرسوم البيانية المحددة في النص، يمكن استنتاج اتجاهات أداء LED القياسية:

• منحنى التيار-الجهد (I-V):سيظهر العلاقة الأسية بين تيار التشغيل الأمامي وجهد التشغيل الأمامي، وهو أمر بالغ الأهمية لتصميم السائق.
• التدفق الضوئي مقابل تيار التشغيل الأمامي:سيوضح كيف يزداد إخراج الضوء مع التيار، عادةً في علاقة شبه خطية ضمن نطاق التشغيل قبل انخفاض الكفاءة.
• التدفق الضوئي مقابل درجة الحرارة المحيطة:سيوضح انخفاض إخراج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع، مما يبرز أهمية إدارة الحرارة.
• الشدة النسبية مقابل زاوية المشاهدة:سيُرسم نمط الإشعاع المكاني، مؤكدًا زاوية المشاهدة 120 درجة.
• توزيع القدرة الطيفية:بالنسبة لـ LED أبيض (من المحتمل أن يكون محولًا بالفوسفور)، سيظهر هذا قمة انبعاث واسعة في المنطقة الزرقاء (من الشريحة) وانبعاث فوسفور أصفر أوسع، مكونين معًا ضوءًا أبيض.

5. معلومات الميكانيكا والتغليف

5.1 الأبعاد الخارجية

LTW-206DCG-TMS هو حزمة من نوع PLCC (حامل الشريحة الرصاصي البلاستيكي). تشمل الأبعاد الرئيسية (جميعها بالمليمتر، تسامح ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك):

• الطول الكلي للحزمة: 3.0 مم
• العرض الكلي للحزمة: 2.8 مم
• الارتفاع الكلي للحزمة: 1.9 مم
• تباعد وحجم الأطراف وفقًا للرسم التفصيلي.

5.2 مساحة التثبيت الموصى بها على اللوحة المطبوعة

تم توفير تصميم نمط مساحة التثبيت للوحدة المطبوعة للحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء أو الطور البخاري. هذا يضمن تكوين وصلة لحام صحيحة، نقل حراري، واستقرار ميكانيكي. يتضمن التصميم عادةً أنماط تخفيف حرارية لإدارة الحرارة أثناء اللحام والتشغيل.

5.3 تحديد القطبية

تتضمن الحزمة مؤشر قطبية (عادةً شق أو زاوية مشطوفة على العدسة أو الجسم) لتحديد الطرف الكاثود (-). الاتجاه الصحيح حيوي لعمل الدائرة.

6. إرشادات اللحام والتركيب

6.1 معلمات لحام إعادة التدفق

المكون مصنف للحام إعادة التدفق الخالي من الرصاص بدرجة حرارة ذروية 260°C لمدة 10 ثوانٍ. يُوصى باتباع ملف إعادة تدفق قياسي متوافق مع J-STD-020D. مراحل التسخين المسبق حاسمة لتقليل الصدمة الحرارية.

6.2 التنظيف

يجب عدم استخدام منظفات كيميائية غير محددة لأنها قد تتلف الحزمة البلاستيكية. إذا كان التنظيف ضروريًا بعد اللحام، فإن الغمر في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة عادية لأقل من دقيقة واحدة مقبول.

6.3 التخزين والتعامل

• حساسية الرطوبة:يتم تصنيف هذا المنتج على أنه مستوى حساسية الرطوبة (MSL) 3 وفقًا لـ JEDEC J-STD-020. مطلوب احتياطات لمنع تشقق الفشار أثناء إعادة التدفق.
• الحزمة المغلقة:عند تخزينها في كيسها الأصلي المضاد للرطوبة مع مجفف، يجب الاحتفاظ بها عند ≤30°C و ≤90% رطوبة نسبية. العمر الافتراضي هو سنة واحدة من تاريخ ختم الكيس.
• بعد فتح الكيس:بمجرد الفتح، يجب استخدام المكونات خلال مدة صلاحية محددة (غير مذكورة صراحة ولكنها ضمنية لـ MSL3) أو إعادة تجفيفها وفقًا للإرشادات. يجب أن يكون التخزين عند ≤30°C ورطوبة منخفضة.
• حماية التفريغ الكهروستاتيكي:الـ LED حساس للتفريغ الكهروستاتيكي. يجب أن يتضمن التعامل إجراءات مضادة للكهرباء الساكنة (أساور المعصم، محطات عمل مؤرضة، رغوة موصلة).

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 التغليف على شريط وبكرة

يتم توريد ثنائيات LED على شريط حامل بارز وبكرة للتجميع الآلي.

• أبعاد الشريط:تم توفير أبعاد مفصلة لتباعد الجيوب، العرض، ومحاذاة ثقب التروس.
• أبعاد البكرة:تم تقديم مواصفات لبكرات 7 بوصة قياسية.
• كمية التعبئة:بحد أقصى 2000 قطعة لكل بكرة 7 بوصات. الحد الأدنى لكمية التعبئة للدفعات المتبقية هو 500 قطعة.
• الجودة:الحد الأقصى لعدد المكونات المفقودة المتتالية في الشريط هو اثنان. التغليف متوافق مع مواصفات EIA-481-1-B.

8. اعتبارات تصميم التطبيق

8.1 إدارة الحرارة

على الرغم من أن الحزمة ذات مقاومة حرارية منخفضة، يجب إدارة تبديد الطاقة البالغ 120 ملي واط. لوحة مطبوعة مصممة بشكل صحيح مع مساحة نحاسية كافية (باستخدام مساحة التثبيت الموصى بها كمشتت حراري) ضرورية للحفاظ على درجة حرارة تقاط منخفضة (Tj). ارتفاع Tj يقلل من إخراج الضوء (انخفاض اللومن)، ويغير اللون، ويقصر العمر التشغيلي.

8.2 تشغيل التيار

استخدم سائق تيار ثابت، وليس مصدر جهد ثابت، لإخراج ضوئي مستقر ومتوقع. يجب تصميم السائق للعمل ضمن القيم القصوى المطلقة (30 مللي أمبير مستمر كحد أقصى). ضع في اعتبارك تخفيض التيار لتطبيقات درجة الحرارة المحيطة العالية لتحسين الموثوقية.

8.3 التصميم البصري

زاوية المشاهدة 120 درجة مناسبة للإضاءة واسعة النطاق. للحزم الأكثر تركيزًا، ستكون هناك حاجة إلى بصريات ثانوية (عدسات، عواكس). يجعل حجم المصدر الصغير متوافقًا مع أنظمة بصرية متنوعة.

9. المقارنة والتمييز التقني

بينما لا توجد مقارنة مباشرة جنبًا إلى جنب مع منتجات أخرى في ورقة البيانات، يمكن استنتاج المميزات الرئيسية لهذا الـ LED من نوع PLCC:

• شدة ضوئية عالية:عند 3100 ميللي كانديلا نموذجيًا، يقدم سطوعًا اتجاهيًا عاليًا بالنسبة لحجم حزمته.
• زاوية مشاهدة واسعة:توفر الزاوية 120 درجة إضاءة واسعة ومتساوية مقارنة بثنائيات LED ذات زوايا أضيق.
• توافق إعادة التدفق:توافق لحام إعادة التدفق الخالي من الرصاص يتيح تجميعًا بتقنية التركيب السطحي (SMT) فعال التكلفة وبكميات كبيرة.
• تصنيف شامل:التصنيف الدقيق للجهد، التدفق الضوئي، واللون يسمح بأداء دقيق ومتسق في المنتجات النهائية.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

10.1 ما الفرق بين التدفق الضوئي (لومن) والشدة الضوئية (ميللي كانديلا)؟

يقيس التدفق الضوئي إجمالي كمية الضوء المرئي المنبعث في جميع الاتجاهات (مدمج على كرة). تقيس الشدة الضوئية مدى سطوع الضوء في اتجاه محدد. هذا الـ LED له شدة عالية (ميللي كانديلا) بسبب تصميم حزمته، على الرغم من أن تدفقه الكلي (لومن) معتدل. توزع الحزمة 120 درجة هذه الشدة على مساحة واسعة.

10.2 هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED بتيار 30 مللي أمبير بشكل مستمر؟

نعم، 30 مللي أمبير هو أقصى تيار تشغيل أمامي مستمر موصى به. ومع ذلك، للحصول على عمر تشغيلي أمثل ومراعاة الظروف الحرارية الواقعية، غالبًا ما يُنصح بالتشغيل بتيار أقل (مثل 20 مللي أمبير، كما هو مستخدم في الاختبار). تأكد دائمًا من بقاء درجة حرارة التقاطع ضمن الحدود الآمنة من خلال استخدام مشتت حراري مناسب.

10.3 كيف أفسر فئات إحداثيات اللونية؟

تحدد الفئات (Z1، A1، B1، إلخ.) مناطق صغيرة على مخطط فضاء اللون CIE 1931. اختيار ثنائيات LED من نفس الفئة يضمن حدًا أدنى من التباين اللوني في تطبيقك. يوفر الجدول المرفق حدود إحداثيات x,y لكل فئة. ستحدد عادةً رمز الفئة المطلوب عند الطلب.

10.4 هل يكفي مقاومة تحديد التيار لتشغيل هذا الـ LED؟

للتطبيقات البسيطة غير الحرجة مع مصدر جهد تيار مستمر ثابت، يمكن استخدام مقاومة متسلسلة لضبط التيار. ومع ذلك، بسبب تباين V_F(التصنيف من 2.7V إلى 3.1V)، سيتغير التيار وبالتالي السطوع بين ثنائيات LED. للحصول على أداء متسق، خاصة مع عدة ثنائيات LED أو من مصدر جهد متغير (مثل البطارية)، يُوصى بشدة باستخدام دائرة سائق LED ثابتة التيار مخصصة.

11. أمثلة عملية للاستخدام

11.1 مصباح عمل محمول

السيناريو:تصميم مصباح عمل مضغوط يعمل بالبطارية.

التنفيذ:يتم ترتيب أربعة ثنائيات LED من نوع LTW-206DCG-TMS على لوحة مطبوعة صغيرة. يتم تشغيلها في تكوين 2 على التوالي، 2 على التوازي بواسطة محول رفع/سائق تيار ثابت من بطارية ليثيوم أيون واحدة 3.7V. يتم ضبط السائق على ~18 مللي أمبير لكل LED لإطالة عمر البطارية مع توفير ضوء كافٍ. توفر الحزمة العريضة 120 درجة تغطية جيدة للمساحة على طاولة العمل. سيتم اختيار فئة V_Fالمنخفضة (V0) لتعظيم الكفاءة من البطارية.

11.2 وحدة إضاءة خلفية لعلامة مضاءة من الحواف

السيناريو:إنشاء إضاءة خلفية متساوية لعلامة خروج رقيقة.

التنفيذ:يتم وضع عدة ثنائيات LED على طول حافة واحدة أو أكثر من لوح دليل الضوء الأكريليك. تسمح الشدة الضوئية العالية لثنائيات LED بالاقتران بكفاءة في دليل الضوء. يتم استخدام ثنائيات LED من نفس فئة اللون الضيقة (مثل A2) وفئة التدفق الضوئي (مثل 82) لضمان لون وسطوع موحدين عبر وجه العلامة. تتيح حزمة SMT تجميعًا منخفض السماكة للغاية.

12. مبدأ التشغيل

ثنائي باعث للضوء (LED) هو جهاز أشباه الموصلات يصدر ضوءًا عندما يمر تيار كهربائي عبره. تحدث هذه الظاهرة، المسماة بالتلألؤ الكهربائي، عندما تتحد الإلكترونات مع فجوات الإلكترون داخل الجهاز، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يتم تحديد لون الضوء من خلال فجوة النطاق الطاقي لمادة أشباه الموصلات. LTW-206DCG-TMS هو LED أبيض، والذي يتم إنشاؤه عادةً باستخدام شريحة أشباه موصلات زرقاء الانبعاث مغطاة بفوسفور أصفر. يتم تحويل بعض الضوء الأزرق إلى أصفر بواسطة الفوسفور، ويتم إدراك خليط الضوء الأزرق والأصفر على أنه أبيض من قبل العين البشرية.

13. اتجاهات التكنولوجيا

تستمر صناعة الإضاءة ذات الحالة الصلبة في التطور مع عدة اتجاهات واضحة:

• زيادة الفعالية:يهدف التطوير المستمر إلى إنتاج المزيد من اللومن لكل واط (لومن/واط)، مما يقلل استهلاك الطاقة لنفس إخراج الضوء.
• تحسين جودة اللون:تؤدي التطورات في تكنولوجيا الفوسفور وتصميمات الشرائح المتعددة إلى قيم أعلى لمؤشر تجسيد اللون (CRI) ونقاط لون أكثر اتساقًا.
• التصغير:تستمر الحزم في الانكماش مع الحفاظ على إخراج الضوء أو زيادته، مما يتيح حلول إضاءة أصغر حجمًا وأكثر خفاءً.
• التكامل الذكي:يتم دمج ثنائيات LED بشكل متزايد مع دوائر التحكم، وأجهزة الاستشعار، وواجهات الاتصال لإنشاء أنظمة إضاءة ذكية ومتصلة.
• الموثوقية والعمر التشغيلي:يبقى التركيز على تعزيز الموثوقية طويلة الأمد وصيانة اللومن، مما يدفع الأعمار التشغيلية إلى ما بعد الإضاءة التقليدية.

يتماشى LTW-206DCG-TMS، كمكون PLCC عالي الشدة وقابل للحام بإعادة التدفق، مع اتجاهات التصغير والتوافق مع عمليات التصنيع الآلي عالية الحجم.